Простой экспрессный низкобюджетный способ определения пробы шлихового золота для минимизации «аффинажной разницы» при разработке россыпных месторождений золота

Иванов П. О., инженер-геолог

Предприятия, ведущие разработку россыпных месторождений золота, нередко сталкиваются с проблемой так называемой «аффинажной разницы» — несоответствием между собственными данными о пробе (содержании) золота в шлиховом сырье, отправляемом на аффинаж, и результатами аналитического определения того же параметра аффинажным заводом. Последние, собственно, и являются основанием для расчета между поставщиком и заводом.

Между тем, в особенности в условиях кредитного финансирования, только достоверное знание содержания золота в каждой партии шлихового золота, отправляемого на аффинажный завод, позволяет с приемлемой точностью планировать показатели производственно-хозяйственной деятельности предприятия, в том числе финансовые потоки.

Поскольку аффинажный завод — специализированное предприятие, обладающее соответствующей аналитической базой и апробированной методикой пробоотбора, заключающейся, как правило, в трехкратном пересечении струи разливаемого металла при приемной плавке с целью обеспечения представительности аналитической пробы, мы не будем ставить под сомнения результаты аффинажного завода. Хотя процедура арбитражного анализа контрольной пробы и предусмотрена стандартной формой договора с аффинажным заводом, наш опыт показывает, что основная причина «аффинажной разницы» кроется в недостаточном знании поставщиком своего сырья.

 

Из собственного опыта:

Месторождение 1 — небольшая аллювиальная верхнечетвертичная россыпь золота ближнего сноса. Медианный размер золотин — 0,65 мм.

В ходе разведки (1984–85 гг.) было выполнено 49(!) определений пробы золота по объединенным навескам, наработанным из валовых проб шурфов, относительно равномерно характеризующих всю площадь месторождения. Проба золота по отдельным определениям колеблется от 742 до 873 (здесь и далее проба в мг х.ч. металла на грамм шлихового сырья) при среднем арифметическом значении 813. Метод анализа и масса аналитических навесок в отчете не приведены.

В начале отработки россыпи (2019 г.) выполнено два аналитических определения пробы золота по двум граммовым навескам из лунковых проб, отобранных в средней части россыпи при эксплуатационном опробовании полигонов. Определения выполнены в сертифицированной лаборатории гравиметрическим методом (ОМ 117-2-21-91). Получены значения 862,4 и 881,8. Параллельное определение пробы золота тех же навесок в той же лаборатории рентгенофлуоресцентным методом (анализатор ПРИЗМА М(Au), МКХА ФР.1.31.2007.04218) показало близкие цифры — 867,3 и 886,7 соответственно.

Следует отметить, что при просмотре золота месторождения под бинокуляром во всех классах крупности отчетливо выделяется два типа золота: ярко-желтое весьма высокопробное (преобладает); светлое зеленовато-желтое низкопробное, присутствующее в подчиненном количестве (10–25%). Количественные соотношения этих двух типов золота в отдельных участках россыпи (объективный фактор) и аналитических навесках массой 0,5–1,0 г (а вот тут уже значима случайная составляющая, тем большая, чем крупнее золото месторождения) и определяют результат анализа, если абстрагироваться от точности метода и возможных аналитических ошибок.

Вообще, накопленная за последние 40 лет статистика микрорентгеноспектральных (точечных микрозондовых) анализов золотин свидетельствует, что в любой россыпи (равно и в коренном месторождении), а зачастую и в отдельных золотинах всегда присутствует золото разной пробы, но средняя проба золота для каждой россыпи — параметр достаточно стабильный, отражающий особенности золота коренного источника и его последующую эволюцию в ходе коро- и россыпеобразования. Для россыпей дальнего сноса этот параметр достаточно выдержан на участках значительной протяженности, для россыпей ближнего сноса чаще закономерно изменяется вдоль простирания залежи. Также достаточно очевидно, что частная аналитическая навеска массой 0,5–1,0 г для среднего, а тем более крупного золота не обеспечивает представительность по среднему составу (пробе золота). И это, по нашему мнению, первая причина низкой достоверности единичных анализов. Вторая, соответственно, — аналитическая ошибка.

Месторождение 1 было отработано в течение 2019–2020 гг. По данным аффинажного завода, средняя проба золота по месторождению составила 882, при этом в центральной и хвостовой частях россыпи, вне зависимости от размера партии и года отработки, достигала 900–904, а в головной закономерно снижалась до 870–855.

 

Месторождение 2 — крупная глубокозалегающая аллювиальная россыпь золота палеогенового возраста. Медианный размер золотин — 0,83 мм.

В ходе разведки (1973–1974 гг.) по отрабатываемому в настоящее время участку россыпи протяженностью 3,5 км при ширине от 50 до 500 м было выполнено 11 определений пробы золота по объединенным навескам из проб скважин ударно-канатного бурения массой от 315 до 680 мг. Разброс значений от 727 до 840 при среднем 766,4.

В 2019 г. гравиметрическим методом проанализировано 5 навесок шлихового золота массой от 935,2 до 1288,5 мг, наработанных в ходе опережающей и сопровождающей эксплуатационной разведки из скважин ударно-канатного бурения, и бороздовых проб по участкам, вовлекаемым в первоочередную отработку. Результаты анализа существенно отличались от данных разведки 1973–1974 гг. Разброс значений составил от 860 до 977 при среднем 913,4. По данным аффинажного завода (три партии суммарной массой 200 кг), средняя проба золота «отошла» 825,9 при среднем отклонении по партиям всего 1,35 ед. То есть разведданные 1973–1974 гг. занизили истинную пробу по месторождению на 59,5 ед. (6%), определения 2019 г. завысили на 87,5 ед. (8,8%). Естественно, это вызвало вопросы не только у специалистов, но и у руководства предприятия.

 

А между тем существует простой, давно известный, проверенный ювелирами метод определения пробы золота в двухкомпонентных золотосодержащих сплавах (при известном составе лигатуры количество компонентов непринципиально), т.н. метод гидростатического взвешивания. Путем взвешивания слитка изучаемого сплава на воздухе и в жидкости (воде) определяется плотность слитка, а дальше по известной формуле рассчитывается его теоретический состав (доля золота).

В последние десятилетия плавка (в том числе обогатительная) шлихового золота, в особенности тонких и мелких фракций в индукционных печах перед отправкой на аффинаж, широко вошла в практику золотодобывающих предприятий. Оборудование недорогое, простое в использовании, поэтому получение аналитического слитка из субмономинеральной фракции золота массой 5–500 г не является технически сложной задачей (рис.).

Аналитические слитки золота для определения пробы методом гидростатического взвешивания
Аналитические слитки золота для определения пробы методом гидростатического взвешивания

 

Мы рекомендуем использовать объединенные навески из проб опережающей и/или сопровождающей эксплуатационной разведки (буровых, бороздовых, лунковых), поскольку они при той же массе равномерно характеризуют месторождение/отрабатываемый блок/выемочную единицу. При отсутствии таковых допустимо использовать навеску кассового золота (в этом варианте дополнительным бонусом будет определение доли механической примеси тяжелых минералов («грязи») в кассе (разница между массой шлихового золота перед плавкой и массой полученного слитка).

Что немаловажно, для получения результатов приемлемой точности совершенно нет необходимости в приобретении специализированных весов или комплектов к весам для гидростатического определения плотности; нет также необходимости в содержании штата лаборантов; введения поправки на температурные условия взвешивания. Вполне достаточно аналитических весов, имеющихся в стандартном наборе оборудования ЗПК/геологической службы прииска.

Процедура измерения проста:

1) На весах определяется масса измеряемого слитка.

2) На весы устанавливается любой сосуд с водой. Показания весов обнуляются (стандартная кнопка «тарирование», имеющаяся на большинстве моделей).

3) Измеряемый слиток на тонком, независимом от весов (можно держать рукой) подвесе (леска, медная проволока диаметром 0,1–0,2 мм) погружается в сосуд с водой на глубину порядка 1 см. Важно, чтобы слиток не касался дна и стенок сосуда. Согласно закону Архимеда, в этом положении весы покажут массу жидкости, взятую в объеме тела. В данном случае в объеме слитка (объемом подвеса можно пренебречь — при диаметре проволоки 0,2 мм и длине погруженной в воду его части 2 см — это 0,63 мм3). Плотность воды зависит от минерализации (количества растворенных в ней веществ), температуры и давления. Для наших целей вполне достаточно принять плотность воды, используемую в школьных задачках по физике, — 1000 г/л. При таком допущении весы показывают объем слитка в единицах измерения, соответствующих этапу взвешивания, на котором была определена масса слитка (г — см3; мг — мм3).

Измерения закончены, дальше расчет:

1) Измеренная плотность слитка равна:

ρсл = Мсл/Vсл,

где ρслплотность слитка, г/см3 (мг/мм3);

Мсл — измеренная масса слитка г (мг);

Vсл — измеренный объем слитка.

2) Из школьного курса физики известно, что плотность двухкомпонентного сплава зависит только от плотности компонентов и соотношения их масс в сплаве и определяется простой формулой:


где m1 и m2массы компонентов в сплаве,  — соответственно их плотности.

3) Известно, что в россыпях основной постоянной примесью в шлиховом золоте служит серебро (0,5–55%). Согласно [1]: «Если не считать спорадически встречающихся разновидностей, можно заключить, что серебро — это единственный элемент, концентрация которого в самородном золоте колеблется от долей процента до десятков процентов». То есть природное шлиховое золото и полученный из него измеряемый слиток можно рассматривать как двухкомпонентный золотосеребряный сплав. Плотность золота (19,32 г/см3) и серебра (10,49 г/см3) являются константами.

Таким образом, массовая доля золота в слитке связана однозначной зависимостью с его измеренной плотностью. Расчет пробы можно выполнять по формуле или воспользоваться нормативной таблицей (табл. 1).

 

Таблица 1. Таблица зависимости плотности золотосеребряного сплава от содержания (пробы) золота

Проба золота, мг/г

Теоретическая плотность, г/см3

Проба золота, мг/г

Теоретическая плотность, г/см3

Проба золота, мг/г

Теоретическая плотность, г/см3

650

14,92

755

16,02

860

17,28

655

14,97

760

16,07

865

17,35

660

15,02

765

16,13

870

17,41

665

15,07

770

16,19

875

17,48

670

15,12

775

16,24

880

17,55

675

15,17

780

16,30

885

17,61

680

15,22

785

16,36

890

17,68

685

15,27

790

16,42

895

17,75

690

15,32

795

16,48

900

17,82

695

15,37

800

16,54

905

17,89

700

15,42

805

16,60

910

17,96

705

15,48

810

16,66

915

18,03

710

15,53

815

16,72

920

18,10

715

15,58

820

16,78

925

18,17

720

15,63

825

16,84

930

18,24

725

15,69

830

16,90

935

18,32

730

15,74

835

16,96

940

18,39

735

15,80

840

17,03

945

18,47

740

15,85

845

17,09

950

18,54

745

15,91

850

17,15

955

18,61

750

15,96

855

17,22

960

18,69

 

Точность метода

При всех допущениях теоретическая точность метода не хуже 2–5 единиц пробы. Нами метод был апробирован в 2020 г. как на шлиховом, так и на лигатурном золоте. Результаты более чем удовлетворительные (табл. 2).

 

Таблица 2. Сопоставление пробы шлихового и лигатурного (слитков), определенной методом гидростатического взвешивания с результатами аффинажа.

Объект

Тип сырья

Масса партии

Проба золота, мг/г

По методу гидростатического взвешивания

Средняя проба по результатам аффинажа

Кол-во определений

Средняя проба

Месторождение 2

шлиховое

730 кг

4*

819,0

822,1

Месторождение 2

слитки

10,16 кг

20

781,9

784,5

Месторождение 1

слитки

22,63 кг

12

874,3

874,9

*4 пробы из броздовых и буровых проб массой от 50 г до 120 г

 

Единственное условие — для достижения заявленной точности необходимо соблюдать соответствие между минимальной массой измеряемого слитка и точностью (дискретностью) применяемых весов:

Точность весов

Минимально допустимая масса измеряемого слитка

1 мг

5 г

10 мг

30 г

100 мг (0,1 г)

300 г

 

Таким образом, предлагаемый выше способ позволяет без скольких-нибудь значимых затрат определить пробу как шлихового золота, так и слитков лигатурного золота с точностью не хуже 2–5 мг/г.

Следует помнить, что определенная вышеописанным способом проба отражает химический состав мономинерального шлихового золота. В шлиховом кассовом же металле всегда присутствует то или иное количество тяжелых минералов, которое зависит от крупности золота, минерального состава шлиха, используемого оборудования и квалификации персонала ЗПК-ДОУ. На наших объектах эта доля колеблется от 2 до 4%.

 

Литература:

[1] Н. В. Петровская. Самородное золото. Москва. Издательство «Наука», 1973


-0+4
Просмотров статьи: 459, комментариев: 15       

Комментарии, отзывы, предложения

КАС, 22.02.21 10:51:08 — Автору

Расскажите, пожалуйста, какая у вас печь для плавки золота? Как это организовано у вас.

ПО, 23.02.21 04:49:07 — КАС

В Новосибирске ООО "Индкционные установки" выпускает линейку настольных 3кВт печей с объемом графитового тигля от 70 до 240 кубических см.

Есть настольная плавильная печь 3кВт Митерм С-150-4, с карбид-кремниевыми нагревательными элкментами и тиглем на 10 кг по меди.

Юрий Чугунов, 23.02.21 08:21:40 — автору

Плотность золота чистого может составлять меньшую, чем вы указали, так как свободно отлитый металл будет иметь микропоры и даже проба 900 может иметь плотность около 17 грам на см куб.

ПО, 23.02.21 09:49:01 — Юрий Чугунов

Меньшая, в сравнении с теоретической, плотность шлихового и отлитого золота за счет микро и макропористости давно известна. Та же Петровская об этом пишет. Но разница, смею вас уверить, не превышает 1-2 единиц пробы. Так что если вам предлагают 900-ю пробу с серебряной лигатурой при плотности 17 г/см3, будьте уверены, вас пытаются обмануть.

Обратите внимание на таблицу 2. Везде аффинаж дает чуть большую пробу, чем по результатам измеренния. Это как раз за счет микро и макропористости слитков. Иначе отклонения были бы как мо знаком плюс, так и минус. Но этого не наблюдается.

*****, 23.02.21 13:24:33 — всем

На мой взгляд, для минимизации «аффинажной разницы» между поставщиком шлихового золота (недропользователем) и аффинажным заводом при разработке россыпных месторождений золота необходимо минимизировать (а лучше отменить совсем) жесткие «Требования к составу и правилам оформления представляемых на государственную экспертизу материалов по подсчету запасов твердых полезных ископаемых, Приказ МПР РФ №378 от 23 мая 2011 г.», в основе которых лежат устаревшие:

«Методика разведки россыпей золота и платиноидов. ЦНИГРИ, Москва, 1992» и Методические указания по подсчету запасов золота и олова в россыпях. «Северовостокзолото» Магадан, 1979».

Эти методики были приемлемы в СССР, где все было государственное, в том числе и «аффинажная разница», теперь же они, в ранге жестких инструкций, приводят к неоправданным потерям для недропользователей, в том числе и по аффинажной разнице, которая, в некоторых случаях, может достигать 1 кг с каждых 10 кг шлихового золота.

«Эксперты» ГКЗ (ТКЗ) при рассмотрении отчетов с подсчетом запасов формально оценивают только соответствие этих отчетов приведенным выше «инструктивных документов», но не рассматривают применимость и соответствие их конкретному месторождению (россыпи).

Этот подход принципиально отличается от международных правил оценки запасов месторождений определенных кодом JORC (Австралия), NI 43-101 (Канада) и др.

Продолжая мысль автора статьи (пункт VII-3,7 Методические указания…, 1992), 3 и даже 15-20 определений пробности явно недостаточно для достоверной характеристики среднего состава золота даже небольшой россыпи.

Основная же причина недостоверного определения средней пробности шлихового золота по месторождению (россыпи) заключена в самой методике подсчета запасов.

«Для россыпей золота содержания по проходкам определяют вначале в шлиховом золоте, затем умножением на пробность в химически чистом золоте» (пункт VII-3,7 Методические указания…, 1992).

Заложенные в самом начале подсчета запасов недостоверные данные пробности золота,

усугубляются при расчетах вертикального запаса и запасов по блокам.

Достоверность данных можно повысить, расситовав шлиховой металл по разведочным выработкам и отдельным частям россыпи (например, по верхней, средней и нижней) на фракции крупности (например: < 0,2 мм-пылевидное; 0,2-0,5 мм-весьма мелкое; 0,5-1,0 мм-мелкое, 1,0 мм-2,5мм-среднее; 2,5-5,0 мм-крупное; >5,0 мм-весьма крупное), и сделав несколько (в зависимости от количества шлихового золота) определений пробности шлихового золота по каждой фракции.

Производить все расчеты, вопреки «Методическим указаниям…, 1992, следует по шлиховому золоту

(с которым, собственно, имеют дело геолог и горняк): средних содержаний по проходкам, вертикального запаса по разведочным выработкам, а также по блокам запасов. Затем сделать пересчет шлихового золота в химически чистое по каждому блоку, используя данные расситовок и определения пробности по каждой выделенной фракции по верхней, средней и нижней частям россыпи. Такой пересчет шлихового золота в химически чистое – более правильный и достоверный, так как основывается на фактическом материале, чем просто использование средней пробности по месторождению, на основе 3-15-20 определений.

Но, …на собственном опыте убедился, такой подсчет запасов ГКЗ (ТКЗ) «завернет».

Хотя, как известно, «вода камень точит», рано или поздно этот рудимент прошедших эпох в РФ будет ликвидирован.

Добывающим предприятиям уже и сейчас ничто не мешает сделать расситовку кассового шлихового золота и заказать достаточное количество определений пробности по каждой фракции.

Затраты на эти действия окупятся повышением достоверности пробности шлихового золота, добываемого недропользователем, и минимизацией аффинажной разницы.

Магадан, 24.02.21 02:44:36 — ПО

Слитки иногда засверливают и стружку отдают на анализ. Ваш метод, пожалуй оперативнее, надо его шире применять.

ПО, 24.02.21 03:36:03 — Магадан

Да, проходили этот этап. Пришли к выводу, что анализировать стружку слитков имеет смысл для предприятий, занимающихся рудным золотом и имеющих свою "домашнюю" лабораторию. Для артелей, добывающих россыпное золото три подводных камня:

1)Слиток априори (проверено) неоднородный, поэтому для адекватного результата нужно сверлить насквозь и то разброс приличный.

2)Рядовые лаборатории, даже если у них пробирный метод определения пробы аттестован, не очень любят такие анализы, так как под них нужно держать отдельную посуду - обычные пределы для пробирки, допустим 0,02 г/т-20 кг/т, а тут приходит 800 кг/т. Ну и когда мне как-то раз в навеске шлихового определили 630-ю пробу, хотя объект "сто раз" изучен, и ниже 900-й никогда не было ни по пробирке, ни по микрозонду……это уже ни в какие ворота

3)Самое главное - документооборот, транспортировка и сроки. Стружка подлежит бухгалтерскому учету - иначе лаборатория не примет (ФЗ №41), соответственно и транспортировка до лаборатории или силами спецсвязи или со своей вооруженной охраной. Так потом после анализа корольки и корточки придется так же забирать по весу и с вооруженной охраной обратно транспортировать. И на каждом этапе передачи - бумаги, бумаги, бумаги. А если лаборатория в другом городе - вообще, "туши свет".

А срок хранения арбитражного слитка на заводе -15 дней с момента оформления паспорта-расчета. Т.е. когда придут результаты анализа стружки они уже будут не актуальны.

Читатель, 24.02.21 09:24:59 — всем

Срок хранения арбитражной пробы - один месяц со дня отправления Поставщику паспорта - расчета.

ПО, 24.02.21 09:41:23 — Читатель

У разных заводов разные условия. Актуальный тренд - 15 рабочих дней.

Борисыч, 24.02.21 14:31:17 — Всем

Вообще не понимаю из-за чего копья ломаете? Все работают с лабораториями, имеющими соответствующую аттестацию. Да хоть все своё золото в виде проб привезите на определение пробности. В чем проблема то? Провели опробование, сдали в лабораторию - получили результат. Есть существенные расхождения в пробности между лабораторным и аффинажным результатами, тогда в арбитраж. А Ваши игры в "Ньютонов" и результаты деятельности кружка "юный химик" к делу не пришьешь.

Так и напишите в претензии к аффинажному заводу: Мы с пробой, определённой Вами не согласны, т.к. водички в стакан налили, 10 грамм шлихового сплавили, туда на волоске любимой женщины эти 10 гр. подвесили, на весы поставили...

ПО, 24.02.21 15:02:05 — Борисыч

Квинтэссенция как раз в том, что подвес на "волоске любимой женщины" совпадает с результатом аффинажного завода, и, более того, не может не совпасть. Соответственно, и дела никакого нет, и нитки не нужны, чтобы его шить, равно как и тратить время, деньги и нервы на лабораторию и арбитраж.

ПО, 24.02.21 15:49:22 — Борисыч

А если быть чуть серьезнее: Погрешность рентгенофлуоресцентного анализа для определения пробы шлихового золота для сырья с содержанием от 65 до 98% составляет 2%, т.е. 20 единиц. Это никуда не годится. Пробирный анализ лигатурного золота при содержании выше 60% обещает погрешность 0,23% - 2,3 мг/г. Это очень неплохо! Но, аналитическая навеска на пробирный анализ составляет 1,0 г (два параллельных определения в навесках по 0,5 г). И я имею смелость утверждать, что если высверлить пять проб из рядового слитка, выплавленного в ЗПК и отдать на анализ, разброс результатов этих пяти определений будет от 10 до 50 единиц пробы. И я не знаю, что нужно сделать, чтобы отобрать с килограммового слитка аналитическую навеску массой 1 г так, стобы она имела требуемую представительность. Разве что распилить в трех направлениях и отквартовать.

А методом гидростатического взвешивания на весах стомиллиграмовой точности за пару минут проба килограммового слитка будет определена с погрешностью не хуже 1,5 мг/г.

СНС, 25.02.21 10:28:28 — Борисыч, 24.02.21

Пусть будет больше методов. Кто хочет пусть сверлит, а кто хочет пусть делает как написано в статье Иванова П.О.

Практик, 25.02.21 14:20:45 — Борисыч, 24.02.21

А кто-нибудь судился с аффинажным заводом? По-моему - это фантазия.

ПО, 25.02.21 15:57:27 — Практик

А зачем судиться? Все прописано в договоре. Если результат не устраивает, проба арбитражного слитка передается в арбитражную лабораторию на выбор, но из списка, прописанного в договоре. Если подтверждаются данные завода, затраты на аналитику ложатся на Поставщика. Если арбитражная лаборатория дает цифру отличающуюся на величину большую точности анализа, Завод делает перерасчет. Знаю артель, которая подавала на арбитраж, были подтверждены данные завода. Знаю предприятие, добывающее порядка полутонны золота в год, которое делило сезонную кассу между Красцаетметом и НАЗом. Все из-за недоверия. Считаю, что все это напрасная суета - просто надо знать и изучать свое сырье.

Уважаемые посетители сайта! Пожалуйста, будьте как дома, но не забывайте, что в гостях. Будьте вежливы, уважайте родной язык и следите за темой: «Простой экспрессный низкобюджетный способ определения пробы шлихового золота для минимизации «аффинажной разницы» при разработке россыпных месторождений золота»


Имя:   Кому:


Введите ответ на вопрос (ответ цифрами) "три прибавить 14":